养生作用对硫沥青性能影响分析

硫磺部分替代传统石油沥青用于道路工程建设可减少石油沥青用量,降低施工能源消耗,促进工业废渣中硫磺的回收利用,具有较高的经济和环保价值。为探究硫磺掺量（质量分数）及养生作用对硫沥青（SEA）性能的影响,采用差示扫描量热仪（DSC）验证硫沥青中硫磺的重结晶现象,对养生前后硫沥青的基本物理性能和黏度进行分析,并采用动态剪切流变仪（DSR）和弯曲梁流变仪（BBR）对养生前后硫沥青的流变特性和疲劳性能进行评价,最后借助荧光显微镜（FM）观察养生前、后硫磺在沥青中的微观分布特性。研究结果表明：养生后高硫磺掺量的硫沥青DSC曲线出现吸热峰,硫沥青（特别是高硫磺掺量下）的劲度有所增加,因此对硫沥青进行养生使其性能稳定后再进行相关性能评价更具现实意义;硫磺掺量较低（≤ 10%）时,硫磺主要以溶解硫的形式存在于沥青中起到软化沥青的作用,因此沥青的低温变形能力有所改善,但其高温抗变形能力有所降低;当硫磺掺量较高（≥ 35%）时,硫磺主要以重结晶的形式悬浮在沥青中使沥青变硬,在增加沥青高温抗变形能力的同时也牺牲了其低温抗裂能力;硫磺掺量较低时,硫沥青黏度随着硫磺掺量的增加而降低;硫磺掺量较高时,硫沥青90℃和105℃黏度随着硫磺掺量的增加而增加,但硫沥青120℃和135℃黏度相差不大,同时硫磺加入最高可降低沥青的施工温度达20℃;线性振幅扫描（LAS）试验结果表明,养生后的硫沥青疲劳寿命比基质沥青长,其中35%硫沥青疲劳性能最佳;硫磺掺量进一步增加,硫沥青疲劳寿命缩短至与基质沥青相近;FM分析表明,硫磺掺量不高于5%时,硫磺全部溶解于沥青中,且养生后硫磺未重结晶,相应硫沥青无荧光性;硫磺掺量高于5%时,硫磺在沥青中分布均匀,养生后10%硫沥青中硫晶斑尺寸和面积显著增大,高硫磺掺量硫沥青中硫晶斑面积仅略有增加。     

寒冷地区树脂沥青的材料设计与性能优化

针对树脂沥青展开了拉拔试验和小梁弯曲试验。采用正交设计和拉拔试验方法对影响树脂沥青性能的沥青含量、固化剂含量、树脂含量、固化时间和固化温度等因素进行了研究,并结合低温小梁弯曲试验确定出最佳的配比、固化时间和固化温度,再加入增韧剂提高树脂沥青的低温性能,从而实现其性能优化。研究表明:对树脂沥青拉拔强度影响程度排名为固化剂用量沥青用量固化时间固化温度,且当采用固化时间为4 h、固化温度为120℃、固化剂用量为20%、沥青用量为30%、增韧剂用量为5%、松节油用量为2%时,能在保证其拉拔强度的同时也有较好的低温性能。     

纤维冷补沥青混合料最佳油量确定方法研究

通过对冷补沥青混合料最佳沥青用量确定过程中的纸迹试验进行分析,尝试性地提出了一种使其定量化的试验思路:研究纸迹试验前后白纸质量的增加量与最佳沥青用量的相关性.结合试验结果和前人总结出的可以计算冷补沥青混合料沥青含量的经验公式,提出了可以计算纤维冷补沥青混合料沥青含量的经验公式,该公式能够较为合理地估计纤维冷补沥青混合料的最佳沥青用量.     

EBBR试验下沥青结合料低温性能评价指标

聚焦沥青结合料低温性能评价指标,基于流变学的弯曲梁流变仪试验、改进弯曲梁流变仪试验,分别分析了实际路面回收沥青、老化后的基质沥青、改性沥青低温流变性能规律;利用传统劲度模量及模量变化率指标展开了沥青的低温性能评价,提出了等效低温设计温度指标与温度差异值指标;在不同养护环境下进行模拟,利用低温等级损失指标对新制备、回收沥青展开了低温物理硬化影响因素研究;利用不同来源、不同品种沥青试验结果相互验证,从抗干扰能力、稳定性、评价准确度、直观性与指标获取难易程度等方面对上述指标进行分析,确立了4类指标对沥青低温性能的区分与评价能力。研究结果表明:回收沥青的实验室流变分析能够反映路面结构的低温抗裂水平,开裂严重路段沥青的模量明显高于其他路段,其数值差异可达130 MPa;新制备的SBS改性沥青与回收沥青低温加载规律一致性高,模量偏差低于15%,可有效搭建起实验室研究同实际路面病害处理需要的关系;传统指标数据稳定性偏弱,置信度仅为64.7%~82.3%,难以满足研究需要,温度差异值指标及低温等级损失指标在应用方面同样受到制约,对此仍需开展更多深入的研究。      

基于动态剪切试验的灌缝材料高温性能研究

在高温环境下,灌缝材料表现出明显的塑性流动,在行车荷载不断的剪切作用下易发生灌缝失效,为避免此情况,灌缝材料应具有良好的高温稳定性。通过动态剪切试验对六种典型灌缝材料的复数剪切模量、相位角和车辙因子进行了分析,评价了其高温性能。结果表明:在六种灌缝材料中,20%橡胶沥青的高温性能最好,灌缝胶A的高温性能最差。     

超声波测试方法在沥青混合料冻融试验中的应用

基于超声波传播原理,将超声波测试方法引入到沥青混合料的冻融试验中.通过对试验结果的分析,讨论了试验数据离散性较大的原因,提出了影响超声波测试方法精度的多重因素;进而基于微观结构分析对试验数据提出了合理的修正方法,并推荐了超声波测试方法在沥青混合料冻融试验中应用的经验公式;最后通过对比试验验证了经验公式形式的正确性.结果表明,修正后的超声波传播速度能表征沥青混合料冻融后的劈裂强度,两者之间有着很好的指数关系.     

高比例冷再生用水性环氧树脂基胶结料性能研究

沥青混合料冷再生是一种低碳环保的路面再生技术。为改善冷再生技术存在的低沥青混合料回收料(RAP)利用率、高胶结料用量的问题，设计了一种水性环氧树脂基胶结料，通过具有渗透能力的扩散组分实现RAP中老化沥青的有效利用。首先，基于分子动力学模拟和荧光显微镜分析了胶结料在老化沥青中的渗透扩散行为，验证了扩散组分对老化沥青的激活作用；其次，通过分子动力学模拟和附着力测试仪分析了胶结料与集料间的界面黏附，验证了胶结料的黏结能力；然后，借助差式扫描量热仪研究了胶结料的固化性能；最后，验证了低胶结料掺量下水性环氧树脂冷再生沥青混合料的路用性能。研究结果表明：扩散组分能够促进水性环氧树脂体系在老化沥青中的扩散，并且能够渗透到老化沥青中，提高冷再生条件下老化沥青的利用率；扩散组分的残留会影响水性环氧树脂体系与集料的黏附，但在掺量合理的前提下则有利于提升水性环氧树脂与老化沥青之间的黏结强度；扩散组分的掺加并不影响水性环氧树脂体系的固化效率，反而具有促进作用；掺加扩散组分后，水性环氧树脂基胶结料成型的高比例冷再生混合料具有较好的路用性能。     

基于SCB试验的沥青混合料低温性能评价指标研究

研究沥青混合料低温性能评价指标与路面开裂状况之间关系，是合理确定沥青混合料低温性能评价标准的重要依据。为解决传统小梁弯曲试验同现场开裂相关度不高的问题，针对现场不同裂缝间距段落的芯样，引入半圆弯曲试验（SCB）开展混合料低温断裂与抽提沥青BBR试验研究，建立沥青路面开裂间距与沥青混合料断裂能、断裂韧性、劲度模量等指标的关系。从SCB与BBR对比试验可得出结论：改进后的SCB试验能真实反映吉林地区沥青路面实际低温开裂状况；提出了寒区沥青路面低温开裂判定标准；并通过断裂能及断裂韧性等指标的对比分析，提出采用SCB试验的断裂能作为混合料低温性能的评价指标更为合理。研究成果丰富了沥青混合料低温性能评价方法，为完善沥青路面低温抗裂设计提供了技术支撑。     

沥青路面热阻粘封层机理及性能研究

从传热学机理出发,首先在理论上研究了路面结构材料各参数对于沥青路面结构温度的影响,并探讨了阻热型结构层对路面结构温度场的作用。然后对热阻材料需满足的性能进行了分析,并初步选择了数种性能合理的热阻材料。通过室内的热辐射系统模拟了外界太阳能的辐射,并对不同热阻材料组成的结构进行了辐射试验,以研究其结构导热特性。最后对热阻粘封层的经济性进行了对比分析。试验结果表明,在一定时间的高温作用下,功能、厚度适宜的热阻结构层可以改善路面结构温度场,降低中下面层沥青混合料的工作温度,从而提高沥青路面的高温稳定性。     

基于渗水特性的沥青混合料空隙率标准

首先基于合理的渗水理论选用了适宜的新型渗水仪器,并与现规范仪器进行了性能对比,验证了新型渗水仪试验结果的适用性;然后使用该渗水仪对不同级配类型沥青混合料的渗水特性进行了综合分析,同时对各种沥青混合料的渗水数据做了统计处理,以此为基础并参考国内外技术标准提出了沥青混合料的统一临界渗水系数;最后通过临界渗水系数与渗水曲线确定了不同沥青混合料满足渗水要求的临界空隙率,并以此为基础提出了AC类沥青混合料的空隙率标准.研究结果表明:通过渗水系数和空隙率的双重指标控制可以减少路面结构内部的水分蓄积,降低水损坏的发生概率,改善沥青路面的使用性能.